LED植物照明应用前景分析 植物生理与植物栽培炙手可热

　　随着科学家对半导体发光物质研究的深入，LED制造技术的逐渐提高和新材料的研究开发，LED技术也取得了突破性发展，出售价格也不断降低。在植物设施栽培的开发中，LED技术也逐渐被多位研究者运用。特别是在超高亮度LED研制成功后，在植物生理或栽培方向的运用逐渐广泛，像光形态研究、光合过程和叶绿素工作机制的研究等。

　　1、LED应用于植物组织培养

　　在植物细胞培育中，光合光量子通量密度(PPFD)、光照时间等对植物的光合作用和植物外形构建有着重要的意义。植物组培的基础是电光源的使用，传统电光源产生的生物光能较低、系统散热量大，光照用电费用较高，是植物组培中成本较高的费用之一。所以，在植物组织培养中选取LED进行光照，控制光源和PPFD，不单可以控制组培植物整体的发育状况和形态构成、提高培养速率、增加细胞品质，而且还可以降低资源损耗，减少成本开支。

　　2、LED应用于设施园艺

　　最近几年来，我国设施园艺的研究发展快速，对植物生长中光照的控制技术已经得到全方面的改变。设施园艺光照科技主要出现在两个方面：①在日照条件差或日照周期短的状况下作为植物光合作用的光照能源。Nichols等人实验研究在温室内中传统制造的光源，发现光源自身散发了过多的热量，再换成LED进行照明和水培过程，使得空气可以被适当地循环利用，多余的热能和水分也会重新利用，使得光照能量被快速有效地转化成有效光合辐射，最后被植物吸收利用。在应用LED为450ms的频率下，青菜的生长速度、光合作用均高出25%以上，该结果表明LED可以应用于植物的栽培种。②对植物光周期、光形态构造具有诱导意义。

　　3、LED应用于航天生态生保系统

　　随着科技的进步，LED逐步应用在航天生态生保系统的研究上。由于航天环境的特殊性，宇宙中的植物组织栽培选取的光源需要具有光照能量高、光波符合植物生长的需求，光合作用和外形构建、轻便容易携带、使用时间长、安全稳定和没有环境污染等优点。所以，近些年来LED在空间植物栽培中的应用技术逐渐发展。实验分析，氙气金卤灯和LED两种照明系统都能提供CELSS要求的光谱能量分布和光照均匀，可是使用LED照明系统的电能使用率比氙气金卤灯高出5倍。

　　4、LED应用于植物设施栽培的前景

　　LED以轻便、容易携带、使用时间长、安全稳定和没有环境污染等优点吸引着全球研究者的注意，尤其在全球能源利用率较低现状下。把发光二极管使用在植物设施栽培的方向应该有着不小的优势：能够显示多种纯单色谱和复合光谱，能够依据各种植物在不同阶段的生长发育采用对应的光谱组合，具备PPFD可控制的特征，模仿太阳光的强度变化;发光频率与占空比可调节的特性可以提供高频间歇给光模式，有利于探讨光合作用中明期和暗期的控制机理，大大提高了能源的使用率。

　　LED在植物生理与植物栽培方向的实用研究已经吸引着全球研究者的注意。在俄罗斯和美国为首的科技发展较快国家，不仅深入了解LED在植物生长发育的调控作用，而且将LED的研究成果广泛实践在植物设施栽培方向，运用技术得到相应的产品。美国NASA研究组织把LED照明设施当成宇宙基地等闭锁式生命系统中提供能源的技术进行研究。俄罗斯的闭锁式LED植物组织的研究现在已经进入生产时期;CCS公司制作的植物生长系统通过生长控制软件控制LED照明，来完成对各种光质的掌控;新型LED光源组培容器“Uni-PACK”也研制成功，提高了组培的存活率、有效波长利用率和照明效率，降低组培苗的成本。

编辑：BOEBR